隧道监控量测毕业设计

1、存档号： xxxxxxxxx 学号： xxxxxxxxxxxx Xxxxxxxxx学院毕 业 设 计 XX隧道监控量测系 部: XXXX系 专业名称: XXXXXXX 指导教师: XXXX 指导教师: XXXX 班 级: XXX 姓 名: X X X 二一X年X月XXXXXXXXXX学院诚 信 承 诺本人慎重承诺和声明:我承诺在毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业论文中未剽窃、抄袭、他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校处理。承诺人： 年 月 日 XXXXXXXX学院毕 业 设 计 （论文）评 定 表姓名XXX学号

2、XXXXXXX存档号XXXXX系别测绘工程系专业XXXXX班 级XXXX毕业论文（设计题目）XX隧道监控量测指导教师评语：签名： 年 月 日答辩委员会意见：签名： 年 月 日 备注：XXXXXXX学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名XXX学 号班级指导教师姓 名XXXX职 称XXX系部测绘工程系毕业设计（论文）题目XX隧道监控量测毕业设计（论文）要求：指导教师签名： 年 月 日摘 要由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构等结构进行监控量测是确保隧道工程质量、安全的必不可少的手段。为了适应铁路隧道大规模建设发展的需要，提高公路隧道施工水平，确保施工安全，本设计以

3、那吉隧道为例对隧道监控量测过程中的测量内容、布点要求、必测项目的监控测量方法及内业数据分析进行详细陈述。关键词：监控量测；必测项目；数据分析；安全 目 录第一章 工程概况1第二章 监控量测观测内容22.1 监控量测的目的22.2 监控量测要求22.3监控量测项目32.4监控量测频率3第三章 准备工作43.1 按要求加工并埋设预埋件43.2 按图纸和规范布设量测点5第四章 数据采集7第五章 内业数据分析与评估85.1监控量测信息反馈程序85.2隧道及地下工程施工监测系统处理数据95.3成果报告16第六章 总结19致 谢20参 考 文 献21第一章 工程概况XXXX有限公司新建XX铁路（XX段）站

4、前工程XXXX-XX标隧道工程主要为：XXX隧道、XXX隧道、XXX明洞、XX明洞、XX明洞、XXX隧道、XXX隧道、XX隧道、XXX隧道、XX隧道、XX隧道、XX隧道、XXX号隧道、XX隧道、XX隧道，共计15座隧道。其中那XX道为长隧道，全长为XXXX米；XX隧道为中长隧道，全长为XXX米。本论文就本标段控制工程XXX隧道的监控量测为例作为叙述对象。XX隧道位于XXXX县境内，起讫里程为DKXXX+XXDKXXX+XXX，全长XXXXm，最大埋深为287m，最小埋深约2.6m。本隧道施工同时开展四个工作面：进口、1#横洞、2#横洞、出口。级围岩施工方法以台阶法为主，级围岩一般段以台阶法加临

5、时横撑为主，断层段以CRD法为主。第二章 监控量测观测内容2.1 监控量测的目的（1）通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报， 优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。 （2）掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性作出评价。 （3）验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性，确定支护时间而监控量测是信息化设计与施工的重要内容。2.2 监控量测要求隧道监控量测是“新奥法”的重要组成部分，新奥法中量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，始终伴随着施工的全过程

6、。因此有如下要求:(1)能快速埋设测点；(2)每一次量测数据所需时间应尽可能短；(3)量测数据应准确可靠；(4)量测元件应具有良好的防震、防冲击波能力；(5)量测数据直观，不必复杂计算即可直接应用；(6)测点埋设能长期有效工作；(7)测量仪器和方法应满有足够的精度。2.3监控量测项目监控量测比测项目及测量仪器如表2-1所示。表2-1 监控量测必测项目序号监测项目测量仪器备注1洞内、外观察现场观察、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟瓦尺、全站仪隧道浅埋段2.4监控量测频率1、正常施工情况下根据监控量测断面距离掌子面距离与洞宽进行比较，以此

7、确定量测频率关系如表2-2所示。表2-2 监控量测频率表量测断面距离开挖面距离（m）量测频率（01）B2次/天（12）B 1次/天（25）B1次/2天5B1次/7天注：B表示隧道开挖宽度。2、如隧道因特殊原因长时间停工、且洞内变化稳定，可适当减少量测频率，应报项目部具体研究后确定其量测频率。3、如隧道变形量持续出现不稳定性变化，必须加密对其观测频率，由项目部后有项目部有关人员确定其频率。第三章 准备工作3.1 按要求加工并埋设预埋件（1）地表沉降测点预埋件（见图3-1）采用20mm的钢筋接40mm×40mm铁片（在铁片上粘贴35×35反光片）制成，长250mm买点位置在低洼

8、处可适当加长钢筋，以在选定点架设仪器能观察到为宜；测点埋设：在测点布置的位置挖长、宽、深均为20cm的坑，然后放入地表沉降测点预埋件，测点四周用砼填实，砼固结后即可。（2）拱顶下沉和净空变化量测点预埋件与地表下沉的预埋件大致相同把20螺纹钢筋长改为为380mm即可。（图3-1）测点埋设：开挖后采用手电钻，钻孔10cm，然后将制作好的量测点预埋件插入并用锚固剂锚好，再施做初期支护28cm，将测点预埋件包裹牢固。（3）测点埋设要牢固可靠，统一制作标示铭牌，标明里程和测点的编号。施工中注意保护，防止机械和人为破坏，量测点上不得悬挂其他任何物品。图3-1量测点预埋件示意图观测点埋设时间要求：1.地表沉

9、降监控量测要在开挖前取得观测点的初始值；2.净空收敛、拱顶下沉监控观测点要在开挖后12小时内按设计断面要求埋设好，初期支护后且在下一循环开挖前必须取得观测点的初始值。3.2 按图纸和规范布设量测点1.地表下沉浅埋隧道地表沉降点应在隧道开挖前布设。地表沉降观测点和隧道内测点应布设在同一断面里程，其要求如表3-1所示。表3-1地表沉降量测点纵向布设表隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B<H0<2.5B2050B< H02B1020H0B510注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。浅埋隧道地表沉降点横向布设。浅埋段隧道地表沉降点横向布设一般3m5m设置一个测点，在拱顶上方要适当

10、加密，下图3-1所示。图3-1地表沉降量测点横向布设图2.拱顶下沉与净空变化拱顶下沉、净空变化量测点断面布设的间距为：级围岩30m，级围岩10m，级围岩5m，围岩变化处适当加密。可在各级围岩起始地段增设12组。拱顶下沉量测测点布置在拱顶中线上与净空变化量测点在同一里程，净空变化量测点见图3-2。图3-2 隧道净空变化测点布设图3.跟据围岩等级和现场情况布点在那吉隧道进口DK123+830、DK123+835、DK123+840和那吉出口DK131+975、DK131+970、DK131+965埋设拱顶、收敛、地表量测预埋件；在那吉1#横洞DK126+340、DK126+370、DK126+40

11、0和那吉2#横洞DK130+205、DK130+190、DK130+180埋设拱顶、收敛量测预埋件； 注：其中那吉隧道进、出口为级围岩；那吉隧道1#横洞为级围岩；那吉2#横洞为级围岩，1#横洞采取全断面法开挖，其余洞口均采用两步台阶加临时横撑方法开挖；根据业主要求横洞位置不进行地表下沉观测。第四章 数据采集本隧道进出口地表各断面落差较大攀登困难,且为双线隧道,隧道开挖半径达7m之多,对拱顶、上台阶、地表的测点接触观测难度较大，不符合对每次观测数据用时要短的要求，故采用全站仪进行非接触观测。非接触测量适合地形起伏较大、危险地段、悬空位置，施工干扰小、测量速度快、灵活、适应性强。非接触测量具体步骤

12、：1.用全站仪自由设站和固定设站两种方法，后视沉降区域外的基准点或二等高程点，采用三维坐标的测量方法把坐标引到要观测的量测观测点前；2.根据断面设置里程位置、编号从小到大的原则，用全站仪十字丝照准量测观测点上贴好的反射片中心逐一进行观测各点的三维坐标、取各点连续观测三次的平均值作为该次的测量成果；3.沉降观测点测量完毕后、观测第二个基准点，进行高程及平面闭合，计算闭合高程及坐标是否超限、合格，如超限查找原因进行补测；4.坚持四固定原则，即测量人员固定、仪器固定、测站固定、测量顺序固定。其误差不得超过±0.5N mm(N为测站数)。第五章 内业数据分析与评估5.1监控量测信息反馈程序监

13、控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议，监控量测信息反馈程序如图5-1。是图5-1 监控量测信息反馈5.2隧道及地下工程施工监测系统处理数据本标段对监控量测数据的分析与评估使用中铁西南科学研究院有限公司研究开发的隧道及地下工程施工监测系统，该系统在使用中的重点环节包括：新建项目、断面设置、测点设置、量测数据导入、数据回归分析、变形量超前预测、打印报表等，以下文章将对这些工作环节进行详细的叙述。新建项目1.在初始页面下点击“工程树设置”出现以下界面如图5-2所示，在此页面点击“新建工程”在工作页面会出现一行可录入信息的蓝色光标，在此处录入相应的工程

14、信息如“新建XX铁路XXXX-2标”。图5-2 新建项目a2.点击“添加”在它的下拉菜单中选择“子级”或“平级”，与录入项目信息相同分别录入XX隧道和该隧道不同的开挖面（进口、1#横洞、2#横洞、出口）的基本信息，自后点击并“保存”如图5-3所示。图5- 3 新建项目b断面设置1.以XX隧道进口为例进行断面设置，保存录入的隧道信息后点击“断面设置”选择“进口”进入断面设置页面如图5-4所示。图5-4 断面设置a2.点击“添加”在弹出的对话框录入断面信息点击“确定”保存如图5-5所示。图5-5 断面设置b测点设置1.以XX隧道进口DK123+830断面地表下沉测点设置为例，点击“测点设置”“GD

15、XC830”对选中的断面的测点进行设置如图5-6所示。图5-6 测点设置a2.点击“添加”在弹出的对话框录入测点信息点击“确定”保存如图5-7所示。图5-7 测点设置b数据导入1.点击量测的项目，如“拱顶下沉”“监测数据录入”选择断面“GDXC830”如图5-8所示。图5-8 数据导入a2.点击“导入”选择数据Excel数据文件“确定”在弹出的对话框里对数据的内容与表格的数据范围进行“添加映射”“确定”数据导入完毕如图5-9所示。图5-9 数据导入b数据回归分析1.在监控数据查询对话框选择要分析的断面“DK123+830”选择测点“1”点击回归分析如图5-10所示。图5-10 回归分析a2.在

16、上步操作的后弹出的对话框中“函数选择”里回归函数点击开始分析，系统会自动生成分析后的函数图象和参数如图5-11所示。图5-11 回归分析b隧道变形超前预测在“预测”的方框里填写超前预测的天数如“30”，点击“计算”后系统自动计算出以后30天以内测点的理论沉降值和图象如图5-12所示。图5-12 超前预测打印报表在上一步操作的页面左上角点击“操作”在其下拉菜单中点击“打印”，系统会显示出报表的打印预览界面。点击“打印机图标”即可打印出该断面的信息报表如图5-13所示。图5-13 打印报表5.3成果报告1.回归数据与实测数据的对比参考值见表5-1。表5-1 回归分析参考值量测日期间隔天数累计值回归

17、值预测最终值2010-9-19 15:120.000.000.000.002010-9-20 10:000.782.000.390.002010-9-21 14:501.983.000.990.002010-9-22 8:252.723.001.340.002010-9-23 9:203.764.001.840.002010-9-24 14:304.974.002.410.002010-9-25 14:305.974.002.870.002010-9-26 8:246.725.003.200.002010-9-27 8:307.725.003.650.002010-9-28 7:478.695

18、.004.070.002010-9-28 15:179.005.004.210.002010-9-29 7:229.675.004.490.002010-9-29 14:369.975.004.620.002010-9-30 7:3010.685.004.920.002010-9-30 14:2010.965.005.040.002010-10-1 8:0711.705.005.340.002010-10-1 14:5911.995.005.460.002010-10-2 7:4012.695.005.740.002010-10-2 13:0012.915.005.830.002010-10-

19、3 7:2013.675.006.130.002010-10-3 14:5013.985.006.260.002010-10-4 9:3014.765.006.560.002010-10-4 13:1514.925.006.620.002010-10-5 7:2515.685.006.910.002010-10-6 8:4416.735.007.310.002010-10-7 7:5017.696.007.670.002010-10-8 8:0018.705.008.040.002.地表下沉数据汇总见表5-2。表5-2 地表下沉数据汇总表隧道名称序号观测测点观测天数本月累计沉降(mm)累计沉降

20、(mm)结果分析备注XXXX进口1DBXC-830-1265.006.00能正常施工2DBXC-830-2262.002.00能正常施工3DBXC-830-32611.0011.00能正常施工4DBXC-830-4268.009.00能正常施工5DBXC-830-5266.006.00能正常施工6DBXC-835-13520.0024.00能正常施工7DBXC-835-23525.0027.00能正常施工8DBXC-835-33524.0027.00能正常施工9DBXC-835-43529.0032.00能正常施工10DBXC-835-53517.0021.00能正常施工11DBXC-835-

21、63511.0011.00能正常施工12DBXC-840-13511.0014.00能正常施工13DBXC-840-23513.0015.00能正常施工14DBXC-840-33516.0017.00能正常施工15DBXC-840-43514.0016.00能正常施工16DBXC-840-53513.0016.00能正常施工17DBXC-840-63513.0014.00能正常施工3.拱顶下沉数据汇总。见表5-3表5-3 拱顶下沉数据汇总表隧道名称序号观测测点观测天数本月累计沉降(mm)累计沉降(mm)结果分析备注XXXX进口1GDXC-835-A142.002.004.周边收敛数据汇总。见表

22、5-4表5-4 周边收敛数据汇总表隧道名称序号观测测线观测天数本月累计收敛(mm)累计收敛(mm)结果分析备注XX隧道进口1ZBSL-835-BC146.997.005.结果分析本周地表沉降，拱顶沉降，洞内水平收敛回归曲线见图5-14，各项观察值均正常，可正常施工。图5-14：进口回归曲线图第六章 总结由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。通过量测，及时对隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作，在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论，因此，对隧道监控量测及数据的整理分析及应用应该做好一下几点： 1.监控量测内容的选择，量测断面位置选择和量测测点的布置； 2.监控量测数据的采集和施工状态变化情况紧密结合，分析数据变化和施工状态的关系； 3.量测数据的应用，量测数据变化的准确分析和判断，量测的及时反馈，指导设